DE1648652A1 - Ultraschall-Pruefgeraet - Google Patents

Description

HTAVWAlT

DIFL. ING. B. H OLZEß 80 AUGSBURG

, IISTS

W, 384

Augsburg, den 17. Juli 1967

Panametrics, Inc·, 221 Orescent Street, Waltham, Massachusetts, Vereinigte Staaten von Amerika

Ultraschall-Prüfgerät

Die Erfindung betrifft allgemein Ultraschall-Prüfgeräte und im besonderen Ultraschall-Prüfeinrichtungen, bei welchen die Ultrascha11schwingungen des Prüfgerätes durch rollende Berührung an Prüflinge hoher Temperatur ankoppelbar sind. ™

Ultraschall-Meßmethoden werden zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung bereits in breitem Umfang angewandt. Risse oder Hohlräume in ansonsten homogenen Werkstoffen können durch Messung der Laufzeit bestimmt werden, welche

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ein der Oberfläche des Prüflings zugeführter Ultraschallimpuls benötigt, um nach Reflexion an dem betreffenden Riß oder an dem betreffenden Hohlraum zu dem Ultraschallgenerator zurückzukehren. In ähnlicher Weise kann die Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit.von Ultraschallwellen innerhalb des zu untersuchenden Werkstoffes dazu dienen, den Elastizitätsmodul dieses Werkstoffes zu bestimmen. Bei allen diesen Messungen maß der Ultraschallgenerator bzw. das Ultraschallprüfgerät selbstverständlich mit dem Prüfling mechanisch gekoppelt werden. Findet eine Bewegung des zu untersuchenden Werkstoffes oder Werkstückes selbst statt, so muß die Ankoppelung des Ultraschallgenerators an den Prüfling derart erfolgen, daß dessen Bewegung möglich ist.

Für Messungen an Rohren oder anderem Stangenmaterial während der Herstellung wurden bereits Ultraschall-Prüfgeräte entwickelt, welche umlaufende Prüfköpfe aufweisen, mittels welcher Longitudinalwellen in den zu untersuchenden Prüfling eingekoppelt und vom Prüfling wieder abgenommen werden.

Diese bekannten, radähnlichen Prüfgeräte weisen rollenartige Kopplungsorgane auf, die im wesentlichen als mit

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Flüssigkeit gefüllte Gummireifen angesehen werden können, wobei als Füllungsflüssigkeit hauptsächlich Wasser mit einer Gefrierschutzlösung dient. In diese Flüssigkeit sind piezoelektrische Kristalle oder andere Longitudinal-Ultraschallwellengeneratoren eingetaucht, die bei entsprechender Erregung Ultraschallwellen in radialer Richtung aussenden, welche durch die Flüssigkeit an die Oberfläche des Gummireifens übertragen werden und, nachdem sie durch den Reifen hindurchgetreten sind, in den Prüfling eindringen.

Bei einer anderen bekannten Ausführungsform solcher Prüfgeräte sind ein oder mehrere Ultraschallgeneratoren in einem radähnlichen Bauteil angeordnet und so ausgerichtet, daß sie Impulse in Richtung auf das zu untersuchende Werkstück aussenden und aus dieser Richtung empfangen können, wobei das Werkstück im Bereich der Nabe oder der Mitte der betreffenden Generatoreinheit angeordnet ist. Der Ultraschallgenerator ist also bei diesen Prüfgeräten zu dem zu untersuchenden Werkstück koaxial und kann um dessen Achse gedreht werden, wodurch eine Untersuchung von mit hoher Geschwindigkeit vorbeilaufenden Rundmaterial oder Rohrmaterial möglich ist. Eine noch

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andere Möglichkeit für die Ankoppelung von Ultrascha11-systemen an sich bewegende Prüflinge besteht bekanntermaßen in der Verwendung feststehender Ultraschallgeneratoren, wobei zwischen diesen und dem zu untersuchenden Material ein STüssigkeitsübertragungsweg vorgesehen ist«

Alle diese bekannten Ultraschall-Prüfsysteme der oben kurz dargelegten Art weisen jedoch den Nachteil auf, daß mit ihnen nur Longitudinalwellen erzeugt v/erden können, da sich längs des Flüssigkeitspfades zwischen dem die Ultraschallschwingungen erzeugenden Kristall und der Berührungsfläche des Werkstückes nur Schwingungen solcher Art ausbreiten können. Sollen daher Transversalwellen zur Anwendung kommen, so müssen diese durch an der Oberfläche des Prüflings vorgesehene Mittel zxxv Umwandlung des Schwingungsmodus erst erzeugt werden. Eine weitere, den bekannten Ultraschall-Prüfgeräten bzw. -generatoren anhaftende Schwierigkeit ist, daß sie nur bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen verwendbar sind. In vielen Anwendungsfällen müssen jedoch gerade Messungen bei hohen Temperaturen durchgeführt werden, beispielsweise an Knüppeln oder Barren in Stahlwerken* In diesen Fällen kann es notwendig sein, d«ß die Ausbreitungsgeschwindigkeit

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sowohl von Longitudinalwellen als auch, von Transversalwellen innerhalb des Prüflings gemessen werden muß. Solche Messungen liefern beispielsweise die notwendigen "i/erte zur Berechnung des Elastizitätsmoduls· Da die Oberfläche solcher Prüflinge Temperaturen in der Größenordnung von 1100° 0 bis 1370° O und in manchen Fällen auch darüber aufweisen kann, ist eine Verwendung von Ultraschallgeneratoren bekannter Bauart nicht möglich.

Durch die Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, mittels Ultraschall-Prüfgeräten sowohl.Longitudinalwellen als auch Transversalwellen in Prüflinge hoher Oberflächentemperatur einkoppeln zu können.

Durch die Erfindung soll ferner die Möglichkeit ges;ihTffen werden, bei Ultraschall-Prüfgeräten auch Werkst-'icke hoher Temperatur durch an si ah bekannte 3tändige m Anlage uinei? Prüfx'V! Ie am Werkstück zu untersuchen.

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BAD ORIGHNAU

durch den Zylinder hindurch erstreckende öffnung hat, ferner durch eine Anzahl von Ultraschallgeneratoren, welche jeweils derart mit einer ihnen zugeordneten Innenfläche dieser Rolle verbunden sind, daß sich der von ihnen erzeugte Ultraschall radial durch den Zylinder hindurch nach außen ausbreiten kann, weiter durch eine Lagerung, mittels welche die Rolle in an sich bekannter 7/eise unter steter rollender Berührung an den Prüfling andrückbar ist, und endlich durch eine Schaltvorrichtung gekennzeichnet ist, mittels welcher diese Ultraschallgeneratoren während der Drehung der Rolle jeweils nacheinander an eine Ausgangsleitung angeschlossen werden.

Die Rolle ist vorzugsweise aus einem feuerfesten Werkstoff oder aus einer hitzebeständigen Legierung gefertigt und ihre zen';rische Öffnung hat vorzugsweise viereckigen Querschnitt. In diesem Falle ist an jeder der .Innenflächen des vieleokigen Hohlraumes ein piezoelektrischer Kris ball oder ein anderer geeigneter Ultraschallgenerator befestigt. Das zwischen dem jeweiligen Kristall und der ^:->ii.ifjrei! ümfaiigyflacht» der R₄.. He gelegene Material ist; so £ vT?^hJt, dsa tn gute Ub^rtj < rungyeig3iiachai ten nit ^ezag • luf 'JJtrc RclJ&l! aufweist, Dia Rolle de·! c -f■ ιΛ u:s?s-reniEfien V--ι ^!'<ή.·Γ h-'.ΐ ifc-i- ir ' χι em Uehau£9 sj gelagert, daii sie nn

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die Oberfläche des Prüflings angedrückt und entweder durch eine Antriebsquelle, beispielsweise einen Motor mit Getriebe, oder durch die Reibungskräfte zwischen Rolle und Prüfling in Umdrehung versetzt werden kann. Die Rolle enthält eine Einrichtung, mittels welcher elektrische Energie jedem einzelnen der Ultraschallgeneratoren zugeführt werden kann, während sich die Rolle dreht, so daß jeweils nur der dem jeweiligen Berührungspunkt zwischen der Rolle und dem Prüfling gegenüberliegende Ultraschallgenerator Ultraschal!energie abgibt.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:

"Figur 1 ' ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfinduugsgemäßen Ultraschall-Prüfgerätes,

Figur 2 eine Seitenansicht eines Ultra

schall-Prüfgerätes mit den Merkmalen der Erfindung,

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Figur 3 einen Axialschnitt durch das Ultra-

schall-Prüfgerät längs der in Figur 2 angedeuteten Ebene 3-3»

Figur 4 eine Seitenansicht der Koppelungsrolle des erfindungsgemäßen Gerätes nach Figur 3»

Figur 5 einen achssenkrechten Schnitt durch

eine andere Ausführungsform einer Koppelungsrolle für ein Ultraschall-Prüfgerät nach der Erfindung-,

Figur 6 eine Seitenansicht einer nochmals

abgewandelten Ausführungsform eines Ultraschall-Prüfgerätes nach der Erfindung und

Figur 7 einen Axialschnitt durch das Gerät

nach Figur 6 längs der in dieser Zeichnungsdarstellung angedeuteten Ebene 7-7»

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Figur 1 der Zeichnungen zeigt ein Ultraschall-Prüfgerät 10, welches an einen Prüfling 19 angelegt ist, der die Form eines Metallbarrens mit einem noch schmelzflüssigen Kern 20 haben kann. Ein Anwendungsfall eines derartigen Systems besteht in der Messung der Dicke der erstarrten Schicht bei kontinuierlich gegossenen bzw. im Stranggießverfahren hergestellten MetalIbIb'cken, wobei jeweils die Λ Dicke zwischen der Rolle 11 des Prüfgerätes 10 und der Trennfläche zwischen der Metallschmelze und dem erstarrten Material festgestellt wird.» Die Rolle 11 ist drehbar in einem Gehäuse 12 gelagert und die Grundfläche 13 dieses Gehäuses wird derart belastet, daß die Rolle 11 sich unter Druck an den Prüfling 19 anlegt. Ferner ist eine elektrisch mit der Rolle 11 verbundene Schaltung vorgesehen, welche sowohl zur Erregung der Ultraschallgeneratoren innerhalb der Rolle 11 als auch zur Bestimmung der Laufzeit dient,

welche ein von der Oberfläche der Rolle 11 ausgehender ^

Ultraschallimpuls benötigt, um von der Flüssig-Fest-Grenzflache reflektiert zu werden und zum Ultraschallgenerator zurückzukehren. Die Schaltung ist gebräuchlicher Bauart und enthält einen Impulsgeber 14, der mib einem KristalliLnregungskreia 15 verbunden ist, <l3i? seinerseits mit dem

atm Uibrnsolnllyeiisi") bor Ln Verbindung steht.

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Eine Verstärker-Detektor-Einheit 17 ist über einen Filterkreis 16 unmittelbar an das Ultraschall-Prüfgerät angeschlossen. Das Ausgangssignal des Verstärker-Detektors 17 sowie ein zusätzliches Ausgangssignal des Impulsgebers 14 werden einer Anzeigeeinheit 18 zugeführt. Bei der genannten Schaltung sendet der Impulsgeber 14 Triggerimpulse zu dem Kristall-Anregungskreis 15» wodurch jeweils an bestimmten Zeitpunkten jeweils einer der Ultraschallgeneratoren innerhalb der Solle 11 erregt wird. Der von der Grenzfläche des Prüflings reflektierte Impuls wird dann über den Pilterkreis 15 dem Verstärker-Detektor 17 zugeleitet, der diesen Impuls verstärkt und ein Ausgangssignal an die Anzeigeeinheit 18 abgibt. Diese Anzeigeeinheit kann die Form eines Oszillographen haben und nimmt außerdem auch noch Triggerimpulse von dem Impulsgeber 14 her auf, so daß jeweils diejenige Zeit zur Anzeige kommt, welche jeweils zwischen der Auslösung des Ultraschallimpulses an dem Ultraschallgenerator und der Rückkehr des reflektierten Impulses verstrichen ist. Diese Laufzeit bildet ihrerseits ein Maß für den jeweiligen Abstand zwischen dem Berührungspunkt der Rolle 11 mit dem Prüfling 19 einerseits und der Grenzfläche zwischen flüssigem und festem Werkstoff im Bereich der Schmelze 20 andererseits.

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Die elektrischen Verζögerungen innerhalb der Schaltung und die akustische Verzögerung innerhalb der Rolle 11 können Qe nach Bedarf entweder durch Rechnung von Fall zu Fall oder automatisch ermittelt und von der gesamten Laufzeit abgezogen werden.

Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau des in

Figur 1 schematisch wiedergegebenen Ultraschall-Prüfgerätes ™ im einzelnen. Die Koppelungsrolle 11 hat im wesentlichen die Form eines zylindrischen Körpers mit einem im Querschnitt sechseckigen Durchbruoh 25· Die zylindrische Rolle besteht aus einem Werkstoff hoher Verschleißfestigkeit, hohen Schmelzpunktes und ausgezeichneter Übertragungseigenschaften mit Bezug auf Ultraschalle Hierfür geeignete 7/erkstoffe sind beispielsweise Y/olfram und Wolframkarbid. An jeder der Sechseckflächen 27 des Durchbruches ist ein geeigneter Ultraschallgenerator 28 befestigt» Diese Gene- ä ratoren können beispielsweise die Form von piezoelektrischen Kristallen, wie Blei-Zirkonium-Titanat, haben. Auf jeder Seite der Rolle 11 sind Abdeckplatten 30 angeordnet, welche aus Stahl bestehen und die im Querschnitt sechseckige axiale Ausnehmung 25 der Rolle abschließen. Die Abdeckplatten 30 werden jeweils durch drei Schrauben 32 gehalten, deren Schäfte jeweils in den Ecken zwischen benachbarten

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Flächen der Seohsecköffnung 25 in der Rolle-11 angeordnet sind und in diesen Ecken an der Innenfläche der öffnung anliegen.

Die Rolle 11 ist innerhalb eines Gehäuses 12 gelagert, das eine öffnung zur Aufnahme und zur Lagerung der Rolle aufweist, wobei in dem Gehäuse eine Reihe von, ein Nadellager bildenden Lagernadeln 35 vorgesehen ist, die parallel zur Drehachse der Rolle 11 innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und an dem Außenumfang der Rolle 11 anliegen. Eine weitere Gruppe von Wälzkörpern 38 ist derart innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet, daß ihre Drehachsen zur Rotationsachse der Rolle 11 senkrecht stehen. Diese letztgenannten Wälzkörper stützen sich an den Abdeckplatten ab und führen die Rolle 11 mit Bezug auf eine bestimmte Radialebene zur Rollendrehachse. Die Wälzkörper 38 sind an Schrauben 39 drehbar gelagert. Ferner weist jede Abdeckplatte 30 an ihrer Außenfläche eine Ringnut 40 auf. An (jeder Seite des Gehäuses 12 ist jeweils eine mit einer Fühlerspitze versehene Schraube 41 vorgesehen, welche jeweils in die Ringnut 40 der ihr zugewandten Abdeckplatte eingreift. Die Toleranzen zwischen den Spitzen der genannten Schrauben 41 und der jeweils zugehörigen Ringnut

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sind so gewählt, daß die beiden Teile normalerweise nicht aneinander anliegen, wenn gegen die Grundfläche 13 des Gehäuses 12 ein Druck ausgeübt und folglich die Rolle unter Druck an einen Prüfling angelegt wird. Zweck der Schrauben 41 und der zugehörigen Nuten 40 ist, die Rolle innerhalb des Gehäuses zu halten, wenn die Anordnung transportiert werden soll oder aus irgendeinem anderen a Grunde nicht mit einem Prüfling in Berührung steht.

Das erfindungsgemäße Prüfgerät weist außerdem eine Einrichtung zur Zuführung einer elektrischen Erregungsspannung zur jeweils aufeinanderfolgenden Erregung der Ultraschallgeneratoren 28 während der Drehung der Rolle auf. Diese Einrichtung enthält einen Schleifkontakt 50, der an einer Achse 51 befestigt ist, die ihrerseits durch eine mittige Öffnung 53 der Abdeokplatten 30 hindurchragt und in Buchsen 54 aus Polyamid-Kunststoff, beispielsweise ™ aus dem unter dem Warennamen "Nylon"'erhältlichen Kunststoff, gelagert ist. Die Achse 51 ist in dieser Lage durch zwei elektrisch isolierende Halterungsbügel 52 gehaltert, die ihrerseits an dem Gehäuse 12 befestigt sind. Die Achse 15 dreht sich nicht zusammen mit der Rolle, so daß während der Drehbewegung der Rolle jeweils aufeinander-

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folgende Ultraschallgeneratoren 28 in Berührung mit dem Schleifkontakt 50 kommen. Der elektrische Anschloß des Schleifkontaktes 50 kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Achse 5"· aus elektrisch leitendem Werkstoff hergestellt sein, so daß eine elektrische Leitung unmittelbar an die Achse gelegt werden kann, während die andere Leitung an das Gehäuse ":l· ingeschlossen ist. In diesem !Falle verläuft der Strom über die Achse 51» den Schleifkontakt 50, den gerade mit diesem verbundenen, den Ultraschallgenerator bildenden Kristall 28, die Kontaktrolle 11, die Lagerkörper 35 und schließlich das Gehäuse 12. Gemäß einer anderen Ausführungsfoxm kann die Achse 51 die Form eines Rohres haben, Innerhalb dessen ein koaxiales Kabel verläuft, wobei eine elektrische Verbindung von dem Mittelleiter des genannten Kabels zu dem Schleifkontakt über eine Isolierbuchse geführt wird.

Während des Betriebes wird das erfindungsgemäße Ultraschall-Prüfgerät von der Grundfläche 13 des Gehäuses her mit einer Anpreßkraft belastet, so daß die Holle mit ausreichend hohem Druck gegen das zu untersuchende Werkstück gepreßt wird. Die Drehung der Rolle kann entweder durch die Reibungskräfte aufgrund der Berührung mit dem

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Prüfling 19 oder durch einen gebräuchlichen Antrieb vermittels eines Motors und eines Getriebes erzeugt werden, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind und mit der Rolle 11 des erfindungsgemäßen Gerätes gekuppelt sein können. Um einen Antrieb in der zuletzt angedeuteten Art zu ermöglichen, können die Abdeckplatten 30 in der in Figur 4 durch gestrichelte Linien schematisch angedeuteten Weise mit einer Zahnung versehen sein. Das erfindungsgemäße Prüfgerät macht es möglich, sowohl Transversalwellen als auch Longitudinalwellen unmittelbar in den Prüfling einzukoppeln, da der hohe Anpreßdruck auch die Übertragung von Transversalwellen gestattet, wenn entsprechend schwingfähige Kristalloszillatoren verwendet werden« Die Höhe des erforderlichen Anpreßdruckes zur wirkungsvollen. Einkoppelung von Transversalwellen oder von Longitudinalwellen von dem erfindungsgemäßen Prüfgerät aus in den Prüfling hinein hängt von der Oberflächenbeschaffenheit sowohl des Prüfgerätes als auch des Prüflings ab. Bei Oberflächen, wie sie beispielsweise durch Drehen erzeugt werden können und welche eine Drehriefentiefe von ca. 3,1^m aufweisen, ist ein Druck zwischen 68 atm und 2040 atm erforderlich. Andrerseits ist bei einer ebenen, hochglanzpolierten Oberfläche mit einer Riefentiefe von 0,025 IA. m und darunter nur ein Druck von

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annähernd 6,8 atm mehr als genug. Kühlfüssigkeiten oder Koppelungsflüssigkeiten können die Koppelung von Longitudinalwellen bedeutend erhöhen. Andererseits ist ihr Einfluß hinsichtlich der Ankoppelung von Transversalwellen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, vernachlässigbar gering.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Ultraschallmessung bei der vorliegenden Ausfuhrungsform der Erfindung nicht kontinuierlich vor sich geht, sondern vielmehr eine Reihe von einzelnen Messungen darstellt. Beträgt der Durchmesser der Kontaktrolle 11 beispielsweise 10 cm und ist eine im Querschnitt sechseckige öffnung mit sechs piezoelektrischen Kristallen vorgesehen, so wird jede 10 IT/6 cm der Abwälzung des Umfanges der Rolle, d.h. ungefähr alle 5 cm der Länge des durchlaufenden Materials eine Ultraschallmessung vorgenommene

Während bei der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine sechseckige öffnung der Rolle beschrieben worden ist, können selbstverständlich auch Durchbrüohe mit einem anderen Vielecken entsprechenden Querschnitt vorgesehen sein, so daß die Durchbrüche jeweils

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in Abhängigkeit; von der Anzahl der zur Anwendung kommenden Kristalle und von der gewünschten Besetzung des Umfanges beispielsweise fünfeckigen» achteckigen usw. Querschnitt haben können· Die praktischen Abmessungen des erfindungsgemäßen Prüfgerätes hängen selbstverständlich von den auszuführenden Messungen ab. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die radiale Dicke der Kontaktrolle 11 zwischen dem jeweiligen Ultraschallgenerator 28 und der Außenumfangsflache der Rolle so groß gewählt, daß die Laufzeit eines Ultraschallimpulses für einen Hin- und Herweg innerhalb der Rolle wesentlich größer als die Laufzeit dieses Ultraschallimpulses von der Oberfläche des Prüflings 19 zur Grenzfläche 20 zwischen fester und flüssiger Phase und wieder zurück zur Oberfläche ist. Der Grund für diese Bemessung ist, daß eine "Verwechslung zwischen dem von der Grenzfläche zwischen fester und flüssiger Phase reflektierten Impuls einerseits und den verschiedenen inneren i Reflexionen innerhalb der Kontaktrolle 11 andererseits vermieden werden soll. Je nach Anwendungsfall sind daher die gegenseitigen Abmessungen so zu wählen, daß derartige Störungen des Heßergebnisses nicht auftreten.

Während vorstehend eine Ausführungsform der Erfindung

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beschrieben worden ist» welche eine homogene Rolle 11 besitzt» ist in ffigur 5 der Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Rolle selbst einen Trägerkörper 60 aus einem geeigneten Stahl aufweist, welcher eine Reihe von .radialen Einsätzen 62 besitzt, die sich jeweils zwischen der Kontaktfläche 64- der Rolle und jeweils einem der Ultraschallgeneratoren 28 erstrecken. Die Einsätze 62 können auf verschiedene Weise in dem aus Stahl bestehenden Trägerkörper 60 befestigt sein und beispielsweise eingelötet, eingeschweißt, in entsprechende abgeschrägte Ausnehmungen eingesetzt» eingepreßt oder eingeschraubt sein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Einsätze aus einem besonders ausgewählten Werkstoff gefertigt, der die gewünschten Übertragungseigenschaften mit Bezug auf Ultraschall und die gewünschte Temperaturfestigkeit aufweist, jedoch für die Bildung der gesamten Rolle ungeeignet wäre. Insbesondere können diese Einsätze 62 aus einem Körper bestehen, welcher ein Einkristall ist und daher hervorragende Schallübertragungseigenschaften und die geringste, durch Korngrenzen verursachte innere Reflexion besitzt» Wolfram oder andere hitzebeständige Werkstoffe sind gegenwärtig bereits als Einkristalle erhältlich, ebenso Titankarbid. Eine gegenüber Sigur 5 abgewandelte Ausführungsform einer Rolle für das

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Ultraschall-Prüfgerät nach der Erfindung weist ebenfalls einen Trägerkörper mit Einsätzen auf und ist in der aus Figur 6 und Figur 7 ersichtlichen Weise aufgebaut. Der erforderliche Anpreßdruck wird über ein Nadellager oder ein Rollenlager 78 übertragen· Die elektrischen Signale werden von einem an der Oberseite des Gehäuses 12 befindlichen Eingangsanschluß aus über eine Leitung 76 zu dem Schleifkontakt 50 übertragen, von wo aus sie über Elektroden- ™ stifte 73 jeweils zu demjenigen Ultraschallgenerator 28 gelangen, welcher gerade in eine Lage gelangt ist, in welcher er seine Schwingungen in den Prüfling 19 hinein aussenden kann» Die Leitung 76 ist in ein Isolierstück eingebettet, das aus Epoxyharz oder einem RTV-Gummi bestehen kann. Die Elektrodenstifte 73 sind durch federnde Gummiisolatoren 74- gehaltert, welche außerdem Erschütterungen der Ultraschallgeneratoren 28 abdämpfen. Die feststehende Achse 51 wird durch Halteschrauben 70 und 71 ä

daran gehindert, sich zu drehen. Eine Schraube 72 und eine Beilagscheibe 77 vervollständigen die abgeschirmte Kapselung der Leitung 76.

Die Ultraschallgeneratoren 28 sind im allgemeinen in einer durch ein regelmäßiges Vielecke vorgegebenen Lage angeordnet, so daß bei einem Abwälzen der Rolle des

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Prüfgerätes längs des Prüflings in regelmäßigen Abständen Messungen erhalten werden.

Die Verwendung von Einsätzen 62 bietet demgegenüber den Torteil, daß der Durchbruch in der Holle 11 kreisförmigen Querschnitt haben kann und demgemäß leichter herzustellen ist als Durchbrüche mit vieleckigem Querschnitt.

Im Rahmen "der Erfindung bietet sich dem Fachmann noch eine Vielzahl von Abwandlungsmöglichkeiten und Weiterbildungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung keineswegs beschränkt ist.

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Claims (12)

I648652 Patentansprüche

1. Ultraschall-Prüfgerät gekennzeichnet durch eine Rolle (11 bzw. 60, 62) aus wärmebeständigem Werkstoff, welche die Form eines Zylinders mit einer zentrischen, sich axial durch den Zylinder hindurch erstreckenden öffnung (25) hat, ferner durch eine Anzahl von Ultraschallgeneratoren (28), welche jeweils derart mit einer ihnen zugeordneten Innenfläche dieser Rolle verbunden sind» daß sich der von ihnen erzeugte Ultraschall radial durch den Zylinder hindurch nach außen hin ausbreiten kann, weiter durch eine Lagerung (12, 35 bzw. 51» 78), mittels welcher die Rolle in an sich bekannter Weise unter steter rollender Berührung an den Prüfling (19) andrückbar ist, und endlich durch eine Schaltvorrichtung (50, 51) mittels welcher diese Ultraschallgeneratoren während der Drehung der Rolle jeweils nacheinander an eine Ausgangsleitung angeschlossen werden.

2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrische öffnung (25) der zylindrischen Rolle (11) vieleckigen Querschnitt hat und daß die einzelnen Ultraschallgeneratoren (28) jeweils an den Innenflächen dieser öffnung befestigt sind (Figuren 3 und 4·).

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3· Prüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (12, 35) für die Rolle (11) ein auf einer Seite offenes Gehäuse (12) aufweist, das mit einer konzentrisch zur äußeren Umfangsflache der EoIle gekrümmten Innenfläche versehen ist, an welcher mehrere, die Rolle lagernde Lagerungsnadeln (35) anliegen, und daß die Rolle durch eine Halterung (40, 41) innerhalb dieses Gehäuses gehalten wird.

4. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 "bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (50, 5Ό eine feststehend an der Rollenlagerung angeordnete Achse (51) aufweist, die sich längs der Drehachse der Rolle durch deren mittige öffnung hindurch erstreckt und die einen elektrischen Schleifkontakt (50) aufweist, der von dieser Achse weg radial nach außen ragt und während der Drehung der Rolle jeweils nacheinander mit verschiedenen Ultraschallgeneratoren (28) elektrische Verbindung herstellt.

5· Prüfgerät nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten der zylindrischen Rolle (11) deren mittige öffnung (25) abschließende Platten (30) befestigt sind und daß die Halterung jeweils von in diesen Platten vorgesehene Ringnuten (40) und in diese Ringnuten ein-

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greifenden Stiften (41) gebildet wird, welch letztere ihrerseits derart an dem G_ehäuse (12) angeordnet sind, daß sich die Rolle zwar drehen kann, jedoch an einer translatorischen Bewegung gehindert wird (Figuren 2 und 3)·

6. Prüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Achse (51) aus elektrisch leitendem m Werkstoff "besteht und über Isolierstücke (52) an der Rollenlagerung befestigt ist.

7· Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallgeneratoren (28) in an sich bekannter Weise die Form piezoelektrischer Kristalle haben ο

8. Prüfgerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

daß die Rolle aus Wolframkarbid besteht. "

9. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Rolle einen Trägerkörper (60) mit Einsätzen (62) aus einem wärmebeständigen Werkstoff aufweist, die sich radial nach außen zur Umfangefläche der zylindrischen Rolle hin erstrecken und deren Querschnitt

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demjenigen der ultraschallaussendenden Flächen der Ultraschallgeneratoren (28) zumindest gleich ist (Figuren 5 bis 7).

10« Prüfgerät nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß diese Einsätze jeweils aus Einkristall-Festkörpern bestehen*

11. Prüfgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einsätze aus Titankarbid bestehen.

12. Prüfgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einsätze aus Wolfram bestehen.

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